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Complexité-Simplexité

 | 
Alain Berthoz
, 
Jean-Luc Petit

Ouverture

Introduction

Jean-Luc Petit

Texte intégral

1Rassemblant ses intuitions de physiologiste, fondées sur un grand nombre de travaux empiriques sur les propriétés psychophysiques et les bases neuronales de la perception et de l’action, Alain Berthoz a introduit dans son dernier livre un concept de « simplexité » qui lui paraît de nature à capturer les propriétés du vivant mises au jour par trente années de recherches. Non content d’extraire de l’inventaire des procédés « simplexes » du vivant une liste des « principes fondamentaux » de la simplexité, il avance une proposition plus audacieuse. Il prétend faire reconnaître à ces principes le statut d’une « théorie de la simplexité » qui soit comparable en fécondité heuristique et en puissance explicative (sinon en rigueur de formulation logique) aux théories actuelles de la complexité, et qui puisse éventuellement inclure (certaines de) ces théories ou leur apporter un complément indispensable. Sans rechercher la polémique, une pareille proposition appelle à une confrontation sérieuse entre les théories existantes de la complexité et la nouvelle théorie qu’inaugure potentiellement ce concept de simplexité. Des questions exigent examen : les systèmes de représentation physico-mathématiques déjà disponibles pour rendre compte des singularités des systèmes complexes, vivants ou non vivants, sont-ils capables de rendre compte des propriétés ou processus simplexes du vivant (sans oublier leurs applications possibles à d'autres domaines des sciences humaines et sociales, y compris l’architecture, le management, la didactique, etc.) ? Une extension des théories actuelles est-elle nécessaire pour cela ? Une refonte ? Un changement radical d’orientation ? La raison d’être de ce volume d’accompagnement est de confronter librement les avis et théories de grands spécialistes des théories de la complexité avec le concept de « simplexité » et l’esquisse d’une « Théorie de la simplexité » dans le livre de Alain Berthoz, La Simplexité (Odile Jacob, 2009).

2Dans cette Introduction, un philosophe, peu enclin au rôle d’arbitre entre les nombreuses et importantes spécialités convoquées à cette discussion, tente de jouer sa partie dans ce contexte de science. Entre les mécanismes dont l’existence est postulée par les théories ou les modèles savants et le vécu de notre expérience directe, il subsiste un fossé qu’il serait optimiste de croire bientôt comblé par la seule poussée en avant du savoir ou le seul accroissement de puissance de la technologie. On peut toutefois estimer que l’intégration de la diversité des mécanismes sous un concept unitaire comme la simplexité nous rapprochera du point où les structures signifiantes du monde perçu nous paraîtront se dégager assez naturellement (sinon logiquement) des dynamiques sous-jacentes du substrat matériel accessibles aux seuls instruments conceptuels des théoriciens. C’est ce pari sur la compatibilité entre une approche naturaliste des propriétés remarquables de l’organisme, et plus particulièrement du cerveau comme héritage de l’évolution, et une approche phénoménologique des formes, des actions et autres configurations douées de sens dans l’expérience des sujets humains qui motive un examen attentif de la proposition d’introduire le concept d’une propriété du vivant non signalée jusqu’à maintenant comme fondamentale.

3Dans divers secteurs des sciences biologiques, on peut noter la récurrence d’un ancien paradoxe : la « simplicité » – réelle ou apparente – des solutions du vivant aux problèmes que la « complexité » de l’environnement (externe et interne) pose pour sa survie (Berthoz 2009 ; Alon 2006, 2007 ; Kveraga et al. 2007 ; Ohtsuki et al. 2006 ; Milo et al. 2002, 2004 ; Kenet et al. 2003 ; Mathias et Gopal 2001 ; Hartwell et al. 1999 ; Klonowsky 1983). Cette nouvelle tendance peut se concevoir comme tentative de réponse à une difficulté que crée la multiplication des niveaux d’analyse. De la psychophysiologie de la posture et du comportement (voire de l’écologie de l’Umwelt) à la cartographie du cortex cérébral et à la biochimie des molécules, nos modes d’approche tendent à une spécialisation toujours plus poussée et telle qu’à chaque niveau le progrès de la recherche ouvre sur une complexité sans limites. Sans parler de l’intrication buissonnante des relations entre ces niveaux, relations qu’on découvre ne pas être seulement hiérarchiques, ascendantes ou descendantes, mais aussi hétérarchiques.

4La réalité est-elle simple ? Est-elle complexe ? La perplexité qu’on peut concevoir devant pareille question vient d’abord de ce qu’on ne sait pas s’il est seulement possible de dire quelque chose au sujet de la réalité dans l’indéterminé. L’embarras tient aussi à ce que « simple » ou « complexe » ne ressemblent pas à des qualités objectives qui puissent revenir à un réel indépendamment de celui qui en juge. Nous y reviendrons ; mais, pour rester sur la question « réalité », un dire, un discours sur celle-ci est l’expression d’une considération attentive. Or toute considération se rapporte à un objet qui doit d’avance avoir été dégagé comme support possible de propriété. Un tel objet est donc appréhendé en un certain processus de détermination déjà en route, et, de ce fait, doit avoir été au moins partiellement déterminé de façon à pouvoir être porté à un niveau de détermination plus poussée. De sorte qu’au lieu d’avoir affaire à « la réalité », comme il pouvait sembler en un premier temps, on se trouve d’emblée engagé dans la voie d’un mode d’approche particulier, employant les méthodes adaptées (ou en cours d’adaptation) à un domaine d’objets spécifique. Et si l’on répugne à se laisser embarquer dans tel mode d’approche spécial abordant la réalité à travers la fenêtre de tel domaine, on n’aura d’autre option qu’adopter tel autre mode d’approche où l’on retrouvera l’appareil des procédés de détermination d’une réalité qui aura inévitablement été configurée, voire même préconfigurée, en fonction des procédés en question. Dès lors, au lieu de disposer d’une vue directe sur la réalité elle-même, on ne pourra que sauter du contexte d’un mode d’approche spécialisé au contexte d’un autre mode d’approche, non moins spécialisé. De ce continuel investissement-désinvestissement-réinvestissement dans des contextes distincts sinon hétérogènes, le réalisme du savant ne veut rien savoir : il n’a pas tort.

5Convenons que « la réalité » est ce que décrit dans les termes d’un quelconque système de représentation le chercheur d’une quelconque communauté scientifique. En ce cas, on sera fortement tenté de dire que la réalité est très complexe, d’une infinie complexité. Car, en effet, là où s’arrête le pouvoir de résolution d’un système de représentation donné, là où l’on croit toucher les éléments du domaine considéré, un nouveau système de représentation prend la relève pour une analyse toujours plus fine. Et, de plus, chaque système de représentation découpe cette réalité selon un plan d’analyse qui lui est propre et qui n’est pas nécessairement parallèle aux autres plans d’analyse. De sorte que la réalité conçue en sa globalité apparaîtra comme un palimpseste d’une opacité d’autant plus impénétrable qu’elle tient au fait que cette vue globale ne privilégie le système de représentation d’aucune communauté scientifique particulière. Elle est le milieu équivoque de toutes les perspectives à la fois… – en tout cas pour l’observateur désengagé de tout mode d’approche spécialisé, à supposer toutefois qu’une telle position existe et soit tenable.

  • 1 Wittgenstein (De la Certitude §§. 96-99) ne voulait pas faire de différence entre la rigidité des r (...)

6Le vivant, système complexe prélevé sur un environnement lui aussi complexe, se stratifie à son tour de façon que les déterminations de niveau inférieur (éléments, causalités ou informations) s’intègrent dans des structures de niveau supérieur et que celles-ci, à leur tour, apportent leur contribution conjointement avec d’autres structures à des structures de plus haut niveau : les molécules, les gènes, les cellules, les organismes, les populations sont autant de niveaux distincts pour une analyse du vivant poursuivie avec des outils conceptuels toujours plus raffinés. Ce qui apparaît comme structure de base fixe à un certain niveau d’analyse dévoile l’organisation en équilibre dynamique d’une assemblée de structures plus élémentaires à une analyse plus fine. La structure s’avère non moins fluide que le flux qu’elle encadre1. Cette analyse déploie, sur chaque niveau, des conceptualités qui tendent à être tellement spécifiques que l’idéal d’une explication ultime dans des termes homogènes à ceux d’un niveau de base absolument élémentaire apparaît à beaucoup comme un mythe. La fixation du niveau d’abordage opportun est toujours la résultante d’un équilibre entre la réduction à du mécanisme causal et la constitution du sens. Un équilibre instable au demeurant, parce que les interactions causales ou informationnelles entre agents d’un niveau donné n’ont pas forcément un sens pour ceux d’un autre niveau, même si elles ont part à ce qui a du sens pour eux. Le caractère ouvert de cette organisation distribuée des modes d’approche du vivant témoigne en faveur d’une relativité de l’ontologie (l’ontologie biologique sinon physique), c’est-à-dire de la composition ultime du monde étudié par rapport au choix du niveau d’intervention du chercheur.

7Pour le chercheur, l’état des choses est à décrire tel qu’il est dans son en soi, non tel qu’il apparaît pour lui. Thématiser la complexité du réel l’oblige à objectiver cette condition (à première vue subjective) qui est celle d’un réel dont la structure rend possible et nécessaire une multiplicité d’approches. L’objet de considération n’est plus simplement le divers qu’il faudrait ramener à l’unité du concept, de la loi ou de la formule, comme dans la science classique. Ce qui devient objet de considération est précisément le fait que, par un processus spontané qui ne soit pas le simple reflet de la démarche du chercheur, ce qui est diversité à un quelconque micro-niveau devienne unité à un macro-niveau. Le concept d’une théorie de la complexité est l’objectivation du corrélat ontologique de l’ubiquitaire indifférence du chercheur par rapport à son site privilégié d’intervention. Une indifférence légitime eu égard au mode d’organisation du réel qui fonde la possibilité et la nécessité de son abordage à une multiplicité de niveaux. Au lieu que le divers dépende du concept de la cognition pour son organisation en une unité uniquement due à la synthèse cognitive, des configurations intégratives se forment à partir des éléments sous le regard de l’observateur.

8Sont au programme de la théorie de la complexité :

– le problème de la formation d’un système complexe (SC) transcendant par rapport à la considération d’un ensemble d’éléments comme formant système : ontogenèse ;

– le problème du maintien dans l’existence du SC dans un environnement changeant (lieu d’émergence de nouvelles structures) par reconfiguration interne : perception ;

– le problème de la transformation de l’environnement par ajustement aux configurations émergentes du milieu interne du SC : tendances, intentions, buts et actions.

Pour la théorie de la complexité, le phénomène SC ne requiert pas l’investissement de soi dans un point de vue local particulier, avec la relativité que cela implique au point de vue cognitif ou informationnel, mais plutôt la contemplation depuis une position de surplomb théorique du processus d’auto-engendrement de structures toujours plus riches en déterminations.

9Exemples :

– la cellule, élément fondamental de l’organisme, mais aussi phase quiescente du « cycle cellulaire », développement par division de la cellule mère (mitose) avec réplication chromosomique d’un ensemble pluricellulaire de cellules-filles dotées d’un matériel héréditaire complet (Nurse 2008) ;

– la membrane de cellule, une organisation dynamique de l’assemblée multimoléculaire des protéines de membrane en « mosaïque fluide » (Singer et Nicolson, 1972) ;

–la synapse, organelle infracellulaire, mais aussi le site d’une substitution rapide de molécules de récepteurs de neuromédiateurs transitoirement confinées dans un étroit domaine, tandis que ces molécules ont un mouvement aléatoire (brownien) à l’extérieur de la synapse (Triller et Choquet, 2008).

10Pour la réduction physicaliste des SC biologiques, le paradigme classique est la transition de phase physico-chimique, illustrée exemplairement par la réaction de Belousov-Zhabotinsky (Atlan 2011, 15, 155-157). Cette réaction est une oxydoréduction d’acide citrique en gaz carbonique, dans laquelle les concentrations en bromate /bromure passent alternativement au-dessus et au-dessous d’une valeur critique, sous l’effet d’un couplage autocatalyseur des états oxydé ou réduit des deux substances. L’alternance de phase des taux de concentration changeants des deux substances se traduit par une périodicité régulière des changements de couleur de la solution. Le phénomène a été décrit pour la première fois, autour de 1950, par le chimiste soviétique Boris Belousov dans le cadre de son étude du cycle de Krebs dans le métabolisme du glucose (Winfree 1984).

11D’après un résultat mathématique récent, les transitions de phase peuvent être simulées à l’ordinateur par l’évolution d’un graphe aléatoire. Dans un graphe, deux nœuds u et v sont dans le même composant s’il existe un chemin de u à v ; les nœuds x et y sont dans des composants distincts s’il n’y a pas de chemin de l’un à l’autre. Si on ajoute m connexions aléatoires entre les n nœuds du réseau, dès le moment où m dépasse n/2, un composant géant se développe jusqu’à inclure l’ensemble des nœuds. Un tel réseau aléatoire peut s’interpréter sans l’aide d’hypothèses sur le substrat matériel comme modèle mathématique abstrait des transitions de phase et de l’apparition de structures à partir du chaos dans les systèmes dynamiques physiques ou biologiques (Bohman 2009).

12La détermination mathématique (logique, informatique, géométrique, etc.) de l’algorithme de construction du graphe des interactions entre les entités de base du domaine choisi permet de surmonter la différence ontologique entre SC vivant et non vivant. La formation de structures intégratives à n’importe quel niveau d’organisation n’apparaît plus désormais comme une singularité propre au vivant, parce qu’elle ne diffère pas en son dynamisme morphogénétique des singularités qu’on rencontre ailleurs : le point de rebroussement du parcours de son orbite par une planète ou le puits de potentiel d’un champ de forces électromagnétiques. Ces algorithmes multi-échelle (scale-free) ne sont évidemment pas conçus pour rendre compte du « drame existentiel » du vivant. Solidaire de son sol natal, assigné à l’horizon borné de ses activités quotidiennes, le vivant ne s’éprouve pas lui-même comme simple niveau d’intégration arbitrairement choisi dans une échelle qui s’étend des particules subatomiques aux galaxies, en passant par les molécules, les cellules, les organismes, les populations, comme autant de relais dans un flux d’énergie ou d’information.

13Mais, arrêtons-nous un moment sur cette expression : « le vivant ». Elle est ambigüe. Parler « des sciences du vivant » n’engage peut-être pas en faveur de l’existence d’une entité ontologique. En revanche, toute imputation de responsabilité, toute attribution d’action – et déjà toute confrontation à un problème et toute recherche de solution – fait du vivant un sujet, entité unitaire source d’actes et affectée par son environnement. Comment la pluralité engendrée par l’arbitraire du découpage en niveaux d’abordage de l’organisme se rapporte-t-elle à l’acte unitaire de ce sujet ? Dans ce polypier d’agents potentiels, que devient le vivant considéré dans la stratification complète de ses niveaux d’organisation, à qui revient l’initiative ? « Que faisons-nous lorsque nous réfléchissons à un problème complexe, sinon – répond Berthoz – adopter une attitude, un point de vue, une posture ? » (Berthoz, 2009, 135) Le vivant est ce qui prend position à son propre niveau, qui est celui de l’individu. Il y a une autoposition du sujet de l’action dès l’intervention dans le jeu des forces environnantes par les forces musculaires du corps propre. C’est le message laissé par Kant dans la Selbstsetzungslehre de l’Opus postumum. Nos théories peuvent bien simuler la position d’entités nouvelles, pour autant il n’est pas question qu’elles restituent le mouvement d’auto-position de l’acte de s’orienter vers un objet d’expérience par lequel un sujet prend position dans le flux originaire du « maintenant » (sowie das Ich im Ustreckenstrom Posto gefasst hat (Husserl 2001, 3)).

14Redoutable ambivalence de la complexité du réel pour le vivant : si, dans ce contexte, on replace le vivant, centre de perception et d’action strictement lié à sa situation locale, celui-ci nous apparaîtra en grand danger d’être noyé dans la complexité ambiante (ou immanente). Cette complexité étant formulée en termes de problèmes posés au vivant pour sa conservation, celle-ci semblera requérir la prise en compte de chaque problème sur chaque plan d’analyse pertinent (plan physico-chimique, moléculaire, synaptique, …, enfin cognitif et comportemental). Comment le traitement exhaustif de cette cascade sans fin de problèmes pourra-t-il rester compatible avec les exigences de la survie : décision rapide et action efficace ? Ce danger de submersion du vivant par la complexité de la réalité n’est pas seulement le fantasme d’une appréhension naïve de la réalité en sa globalité indistincte. Les preuves ne manquent pas, à commencer par les quotidiennes tribulations de l’individu humain aux prises avec ses diverses identités dans la société moderne. C’est de là que part Berthoz :

Nous vivons écartelés entre de nombreuses identités qui nous placent dans un entrelacs de toiles d’araignées sociales et psychologiques. […] L’homme d’aujourd’hui est un Thésée perdu dans un labyrinthe (2009, 8-9).

15On ajoutera les nombreux dysfonctionnements de l’organisme, dont l’organisation est vulnérable parce que trop complexe ; mais aussi le trop long chemin entre le stimulus périphérique et les centres d’interprétation cognitive pour une actualisation continuelle et instantanée de l’information sur le milieu ; le trop long délai du retour d’information sensorielle sur le mouvement corporel pour que le contrôle volontaire soit adapté aux circonstances changeantes de l’action ; le mystère du liage des nombreuses modalités hétérogènes d’information des différentes voies sensorielles en un objet ; la multiplicité et le chevauchement des boucles fonctionnelles du cerveau, qui apparaissent incompatibles avec la stabilité du fonctionnement des circuits neuronaux ; etc.

16Aggravant ces menaces réelles de la complexité s’y ajoute le vertige des possibilités contrefactuelles. Si les propriétés du vivant issues de l’évolution nous apparaissent comme autant de solutions au problème de sa conservation, c’est par contraste avec d’autres possibilités alternatives dont la réalisation eût empêché ces solutions. La perception aurait pu requérir une détermination exacte des objets par repérage dans des listes exhaustives d’entités. Le cerveau aurait pu avoir à calculer à chaque instant les distances entre les objets et le corps, les angles des membres, le moment d’inertie et les couples de force des muscles, le profil cinématique des mouvements, etc. (en tenant compte des changements de coordonnées), de façon à assurer l’ajustement continu des mouvements du corps à un environnement changeant. Menace pour la survie, le flux d’informations à traiter eût causé la submersion du système (une explosion computationnelle au sens de Cherniak 1986). – Grâce à Darwin nous en sommes quittes pour une frayeur rétrospective !

17L’inventaire des solutions simplexes. Soit la formule F : « … est une solution astucieuse inventée par l’évolution pour simplifier (en en réduisant la dimension) le problème posé au vivant par la complexité de la réalité ». Prima facie, F décrit une certaine propriété caractérisée comme étant : (1) solution de problème, (2) solution intelligente, (3) solution simplificatrice. En fait, F s’avère applicable à absolument toutes les propriétés du vivant, parce que l’évolution n’a fait autre chose que sélectionner les procédés adaptés à l’environnement (par soustraction des autres). Tout procédé effectif est potentiellement simplificateur par rapport à un contexte écologique inconnu, dont on peut toujours penser que ce procédé aurait pu avoir servi à le simplifier. F est donc la formule générale pour un inventaire des propriétés remarquables du vivant. Mais une liste n’est pas encore une théorie : comment passe-t-on à la Théorie de la simplexité ?

18Que trouvons-nous dans la boîte à outils de l’évolution ? Des principes de simplexité :

Un processus simplexe, déclare Berthoz, est un processus régi par plusieurs principe. […] La liste des principes est destinée à fournir un cadre, incomplet et discutable, visant à cerner le concept de simplexité (2009, 4).

Sauf que cette liste n’est pas limitée :

Il est impossible de décrire tous les principes simplificateurs que l’évolution a mis en place : nous en découvrons chaque jour (id., 73).

Enfin absolument aucun procédé n’en est exclu :

L’évolution semble avoir “fait feu de tout bois”, empruntant des chemins imprévisibles, utilisant tous les outils que la physique et la chimie lui offrent dans le seul but de simplifier (id., 38).

Qu’est-ce donc qui distinguera une méthode régulière appliquant des principes normatifs et l’opportunisme sans principes d’un bricolage avec la boîte à outils de l’évolution ?

19Un nouvel avatar de l’économie de la pensée (Denkökonomie) d’Ernst Mach ? Mach avait fondé toute forme de connaissance sur l’adaptation économique de la pensée à l’expérience (Mach 1883, IV, 4, 452-466). Née des besoins du vivant, la science est gouvernée par un principe biologique et psychologique d’économie des ressources mentales.

Toute science doit remplacer ou économiser les expériences grâce à la reproduction ou la préfiguration des faits en pensées, de telles reproductions étant plus facilement disponibles que l’expérience elle-même, et pouvant remplacer cette dernière sous plusieurs rapports. […] La science peut donc être regardée elle-même comme une tâche minimum consistant à représenter les faits de la façon la plus complète avec la moindre dépense de pensée (id., 452 & 461).

Avec des bons, le marchand fait ses opérations comptables sur son stock de caisses sans se fatiguer à les déplacer tout le temps. Avec des raccourcis économiques du même ordre, le locuteur ordinaire parle de « choses », le physicien traite de « cause et d’effet », de « forces » et « de moment inertiel », le mathématicien utilise l’arithmétique pour s’épargner les dénombrements, et l’algèbre pour s’épargner les opérations sur les nombres. Mach ramène la méthode scientifique aux procédés de la pensée commune. Berthoz va plus loin dans la même direction puisqu’il met les procédés du vivant au-dessus des méthodes formelles concurrentes. À part cela, la simplexité est bel et bien un principe d’économie en ressources biopsychologiques.

20Un principe à l’égard duquel Husserl s’est montré d’abord radicalement critique dans son combat des Recherches Logiques contre le naturalisme et le psychologisme :

Ce prétendu principe est rien moins qu’un principe rationnel explicatif ultime, c’est le simple rassemblement d’un complexe de faits d’adaptation en attente d’une réduction idéale à des faits et des lois élémentaires, que celle-ci soit ou ne soit pas réalisable d’ailleurs (Husserl 1913, IX, §.55).

Il concède toutefois comme une chose très remarquable que, sans aucune intuition des éléments et sans aucune connaissance de lois générales, les opérations mécaniques aveugles de cette heuristique (Kunstlehre) naturelle parviennent au vrai aussi bien que la théorie scientifiquement correcte. C’est pourquoi, au lieu de rejeter comme illégitime la prétention au vrai de l’heuristique, Husserl appelle à fonder rationnellement la pragmatique de la pensée naturelle qu’il y discerne sur les lois idéales de la logique et sur l’intuition des éléments ultimes « afin qu’on ne prenne plus pour un miracle [Wunder] l’émergence de la machinerie de l’économie de pensée (§.54) ».

21Mais nous ne croyons plus que « la théorie », comme idéal épistémologique, possède l’intangibilité d’un absolu : elle est plutôt l’enjeu d’un débat entre axiomatique et modèles analogiques. La critique de Husserl reposait encore sur une conception déterministe à la Laplace de la théorie physique et sur une conception axiomatique à la Frege-Hilbert de la logique. La profonde affinité philosophique de ces deux conceptions – qui explique leur convergence dans le paradigme computationnel des sciences cognitives et, parallèlement, dans le paradigme du programme génétique en génomique – a été brillamment démontrée (Bailly & Longo 2006, 106-108). À ce dogmatisme logico-physique de la rationalité théorique, la reconnaissance de l’existence d’une heuristique propre au vivant peut représenter une alternative provisoire. Mais au prix d’une ambiguïté telle qu’on ne sait pas s’il faut déplorer le caractère inadéquat de la logique formelle à la cognition naturelle, ou s’il ne faut pas plutôt dénoncer comme fautive la violation des règles logiques par cette cognition naturelle.

22Une pareille ambivalence grève toute l’entreprise de Daniel Kahneman et Amos Tversky relative à la psychologie de la prédiction statistique (Kahneman et Tverky 1973). Dans leurs prédictions en situation d’incertitude, les sujets ne se règlent pas sur une estimation de la probabilité antécédente de l’ensemble des éventualités mais plutôt sur un sentiment intuitif du caractère représentatif de quelques échantillons, ce qui les porte à prédire des événements rares et des valeurs extrêmes, en contradiction avec la règle de Bayes pour l’inférence probabiliste. En effet, cette règle, norme de prudence pour ne pas dire de conservatisme, veut qu’on ne s’écarte de l’estimation préalable que si les indices contraires sont assez fiables, ce qui, en l’occurrence, n’était pas le cas. Cependant, les auteurs, qui concèdent que l’heuristique est souvent cause d’erreurs systématiques, se gardent de revendiquer pour cette heuristique le statut de modèle théorique alternatif, ouvrant ainsi la porte à la recherche d’un modèle théorique capable de mieux rendre compte du procédé de la cognition naturelle, dans la mesure où il comporte une part de validité. Dernièrement, on a proposé un modèle de probabilité quantique pour suppléer quelques-unes des limitations des probabilités classiques à cet égard (Pothos et Busemeyer 2012).

23Il reste qu’en l’absence d’un paradigme de rationalité de rechange, le fossé entre la théorie formelle et l’heuristique naturelle fait figure de scandale épistémologique. Cet état de choses va évoluer avec l’application aux sciences de la vie d’instruments mathématiques sophistiqués comme la géométrie différentielle. L’heuristique propre au vivant est peut-être sur le point d’acquérir une légitimité épistémologique grâce à l’émancipation d’une rationalité forte à base de modélisation analogique par rapport à la domination traditionnelle de la théorie formelle inspirée par l’axiomatique hilbertienne (Petitot 2011). Anticipant ce changement de paradigme, la pratique ordinaire des sciences biologiques montre qu’un processus naturel peut s’expliquer de manière satisfaisante sans référence obligatoire aux éléments ni aux lois physiques et uniquement par comparaison entre les deux dynamiques : celle du modèle analogique du théoricien et celle d’une simulation interne à l’organisme. Pour ne prendre qu’un exemple, les réseaux de neurones virtuels, paramétrés conformément à la théorie de la sélection des groupes neuronaux (Edelman 1978), donnent une simulation réaliste à l’ordinateur (Pearson et al. 1987) de la plasticité des frontières de représentation fonctionnelle des cartes somatosensorielles corticales et des champs récepteurs cutanés de la main, démontrée expérimentalement chez le singe adulte (soumis à l’amputation de doigts ou à la transsection du nerf médian) au moyen de l’électroencéphalographie par microélectrodes implantées dans les aires postcentrales 3b et 1 (Merzenich et al. 1983).

24La difficulté, sans doute, est d’abord de nature épistémologique : le défaut d’un discours intégrateur capable d’articuler les uns avec les autres cette variété d’aperçus partiels, qu’on peut mentionner comme exemples de processus simplexes, en une conception unitaire du vivant devient moins tolérable à mesure qu’ils se multiplient. Leur multiplication témoigne de l’existence d’une régularité plus fondamentale qu’il est frustrant de ne pas pouvoir ressaisir dans une formule générale. Mais cette difficulté n’est pas limitée à l’épistémologie, car personne ne croit que la vie a évolué de manière à ce que son fonctionnement devienne intelligible à notre science. La difficulté fondamentale est de nature ontologique ou ontique : comment des processus, qu’à travers leurs modélisations « sur le papier » nous devinons d’une formidable complexité, ont-ils pu rendre capables les organismes dans la Nature (ou les agents humains dans la société) de faire face, en temps voulu, aux contraintes du milieu ?

25Or il se trouve que le vivant manifeste normalement une capacité de résistance au moins temporaire à la dispersion et à la dissolution. Sa situation locale n’est pas vécue comme un tourbillon transitoire dans le flux des déterminations environnantes. Elle est plutôt le lieu d’émergence de singularités qui se stabilisent durablement à travers la variation, lieu où quelque chose ou quelque événement prend un sens défini pour un agent subjectif (ou une communauté intersubjective). Dès avant la récognition de l’objet thème de pensée consciente ou la fixation du but de visée de l’action volontaire, dans les profondeurs somatiques de la motivation, une intentionnalité pulsionnelle naît de la transaction permanente entre le métabolisme de l’organisme et ses multiples interactions extéroceptives, proprioceptives ou intropathiques (Einfühlung). Cette orientation intentionnelle d’avant la conscience claire remonte plus loin que le mouvement musculaire et le système moteur. Elle s’enracine dans les congruences et discongruences alternées des patrons d’activation des réseaux de neurones du cerveau, et, au-delà, dans les vicissitudes de la plasticité induite par l’expérience à long, moyen et court terme. En considérant l’ensemble de ce processus à partir de sa culmination dans un champ d’expérience consciente et au lieu d’intervention de l’action volontaire, on pourra parler d’une « montée vers le sens ».

26Devant la complexité élémentaire, l’approche atomistique rencontre ses limites : une approche holistique peut s’avérer indispensable. Du microbiome de l’intestin, il existe une biochimie mais aussi une écologie : pour celle-ci, le corps humain devient l’écosystème des communautés microbiennes dont il est l’hôte (Costello et al. 2012). Les neurosciences cognitives pourront-elles s’en tenir à la méthode de Descartes, dans le Discours de la Méthode et les Règles pour la direction de l’esprit, qui consiste à ramener le compliqué au simple, afin de repartir du simple pour résoudre toutes les difficultés ? La trompeuse analogie entre la cognition cérébrale et une résolution de problème amène à subdiviser l’expérience individuelle en une suite sans fin de tâches imposées au cerveau. Comprendre comment il est possible pour l’organisme humain d’avoir un comportement adapté dans un environnement complexe et changeant, cette ambition si limitée à première vue est repoussée à une échéance toujours plus lointaine par la multiplication des tâches intermédiaires. Le dialogue permanent de la vision et de l’action dans la vie quotidienne, où un sujet percevant et agissant change continuellement de contexte, pose un persistant défi. Témoins : l’écart toujours considérable entre la vision naturelle et le traitement d’image des ingénieurs, entre le mouvement humain de la marche et la déambulation des robots, la limitation des robots autonomes à des « petits mondes » sans commune mesure avec l’environnement ordinaire d’un agent humain, etc.

27Dans la mesure où elle débouche sur un emboîtement infini de mécanismes et de fonctionnalités, une telle multiplication des niveaux d’analyse n’aide guère à comprendre comment il est possible que tout cela apparaisse en définitive de façon « simple » à quelqu’un dans son vécu. Car, quelle que soit la complexité interne que celui-ci recèle en tant qu’organisme, quelle que soit la complexité des lois des systèmes physiques environnants, le vivant est un individu autonome (en particulier une personne) actuellement plongé dans une certaine situation locale, qui se configure pour lui d’une façon typique qui, le plus souvent, correspond à ses anticipations, une situation aux exigences de laquelle ses capacités ordinaires lui permettent habituellement de répondre de façon relativement satisfaisante. L’adéquation entre la forme anticipée et perçue de la situation et la réponse normalement adaptative du vivant exclut la longue médiation qu’exigerait (d’après l’analogie entre la computation neuronale et le calcul humain) le traitement les unes à la suite des autres de complexités renvoyant en cascade à des complexités toujours nouvelles.

28Qu’une Lebenswelt, monde de vie doué de sens pour un vivant, puisse venir à se manifester au sujet dans l’évidence, que la masse des mécanismes et processus inconscients qui sous-tendent sa vie organique puisse comporter une phase privilégiée telle que la perception consciente et la décision volontaire, que cette phase privilégiée soit en outre constituante pour toutes les autres phases en tant que porteuses de sens, de cela nous nous sommes fait un mystère. Notre science, engagée dans la fuite en abîme vers des niveaux toujours plus profonds de complexités sous-jacentes aux phénomènes, n’a plus de place pour l’idée même de la phénoménalité du vécu. Pour autant, la thèse phénoménologique du caractère originaire du phénomène, à travers la déclinaison variée qu’en donnent les œuvres de Husserl, Heidegger, Merleau-Ponty, etc., doit-elle être tenue pour périmée ?

29N’avons-nous donc rien à redire à ce que dans l’intervalle entre les mécanismes physiologiques du milieu interne, d’une part, et les mécanismes physiques du milieu externe, d’autre part, la perception, l’action – toute cette continuelle interaction perceptive, pratique, affective, etc. entre un sujet percevant et agissant et les autres sujets au sein d’un monde commun qui constitue par son entrelacs le sol solide et permanent du vécu – tende sous la tache aveugle de l’explication à se réduire à une interface sans épaisseur : insubstantielle, évanouissante, illusoire. « Sauver les phénomènes » : la célèbre formule ne renvoie pas ici comme autrefois au rétablissement de la régularité des mouvements des corps célestes malgré les irrégularités observées. Il s’agit cette fois de comprendre comment le vivant a trouvé moyen de ne pas se noyer dans sa propre complexité immanente. Il ne suffira pas de pointer du doigt, au cas par cas, le procédé appliqué pour résoudre telle ou telle difficulté. Ce qu’il faut ressaisir c’est la méthode générale du vivant pour rejoindre « la clairière de l’être » de l’évidence phénoménale et s’y maintenir fermement.

30La simplexité est à comprendre comme processus constituant. Confrontée à l’insurmontable difficulté des problèmes posés par une réalité multidimensionnelle, l’activité typique du vivant procède par réduction de la dimensionnalité des problèmes, une réduction par laquelle ce vivant s’affirme comme pouvoir de reprendre l’initiative par rapport aux complexités simplement trouvées d’avance. Puisant en lui-même les ressources nécessaires, déployant et coordonnant ses cours de sensations kinesthésiques et ses séries d’esquisses perceptives, il constitue activement le sens d’être de son Monde de vie (Lebensumwelt), ainsi que le sens d’être de tout ce qui peuple son monde en tant qu’objet d’intérêt, but d’action, événement ou horizon d’expectative. Plus dynamique que la traditionnelle synthèse catégorielle d’un divers sensible non structuré, l’activité du vivant ainsi caractérisée comporte les deux phases complémentaires que sont : (1) une réduction significative de toute complexité préconstituée, et (2) une constitution autonome de configurations de sens, nouvelle complexité qu’on pourra aussi dire « simple » en tant qu’issue d’une source immanente. Cette complexité réduite, ressaisie et transposée par l’acte d’un vivant sous une forme compatible avec ses exigences propres, nous proposons de la désigner par le terme de « simplexité ».

31La simplexité est morphodynamique (Petitot 1985). À l’interface entre la complexité externe et la complexité interne, les mécanismes simplexes matérialisés dans les réseaux de neurones du cerveau sous-tendent l’émergence des formes signifiantes de l’expérience au vécu conscient. Corrélats de modèles analogiques construits dans la représentation, ces mécanismes n’appartiennent pas eux-mêmes au plan des phénomènes – mais sans eux la saillance des formes signifiantes demeurerait inexplicable. Entre le chaos aléatoire des éléments et les structures stables de la perception, la simplexité interpose dans le vivant une dynamique émergentielle permettant la récognition. « L’homme capable » (expression de Ricœur) actualise ses capacités dans la stricte mesure où sa complexité interne se profile pour l’agir en une simplexité : l’agir demande intégration d’une variété, synergie et non dispersion.

32Le champ phénoménal – lieu de constitution du sens et but de l’escalade vers le sens de l’organisme. Pour fixer le sens de l’expérience du vivant humain à son propre niveau d’intervention, je propose (en suivant la noématique de Husserl) une interprétation réaliste et non idéaliste de la description du champ phénoménal de la conscience comme domaine de l’apparaître possible pour un être fini – capable, mais limité en ses capacités – tel que l’être humain. De ce champ, subjectif mais pas sans structure objectivable, subjectif et néanmoins anonyme, les dimensions sont : temporalité, localité, incarnation et intersubjectivité. Il est l’unique espace possible pour l’individuation d’un quelconque objet de perception, but d’action ou de cognition pour des êtres pourvus comme nous d’organes sensoriels et moteurs. Toute référence à un esprit comme « cabinet intérieur privé » pour des représentations internes est superflue (la pure cognition, nous ne savons pas ce que c’est). La possibilité qu’il y ait du sens pour le vivant et que ce vivant ait un sens (pour soi ou pour un autre) est contingente par rapport à l’existence et à la conformation topologique d’un pareil champ phénoménal. Parfaite contingence de la nature, l’avoir-sens est un absolu pour le vivant.

33Les modélisations mathématiques du vivant comme système complexe réalisent le programme d’une physique du sens : à mi-chemin de la phénoménologie, théorie du sens, elles s’arrêtent à une phénophysique (Petitot 1992 ; 2011, 68-69). La plus minutieuse description anatomique de la structure fovéolaire de la rétine des yeux n’est pas encore une description topologique du champ visuel d’un sujet percevant. Pour naturaliser en science la phénoménologie, il faut accomplir un pas de plus :

Élaborer une théorie de la simplexité – rappelle Berthoz –, c’est aussi élaborer une théorie du sens, en redéfinissant ce terme, en lui restituant pour fondement l’acte possible intentionnel [… parce que] le fondement du sens est dans l’acte lui-même (2009, 35).

La réponse à cette exigence de genèse du sens à partir de l’acte du vivant est la description du champ phénoménal de l’expérience vécue comme réduction de tout sens préconstitué et comme constitution originaire (par l’acte propre du sujet percevant et agissant) de tout ce qui vient à prendre valeur d’être pour lui dans l’horizon de sa Lebenswelt. Objectiver des systèmes en posant leur existence comme référents de nos théories dans la matière physique n’est pas suffisant. Il faut encore que tout ce qui est pour nous, ou prétend à l’être, apparaisse et apparaisse précisément maintenant à un sujet de chair en interaction avec d’autres dans un monde commun à tous, pour que soit validé ce qui – on l’a bien dit – n’est jusque-là qu’une vaine prétention, rien que le corrélat ontologique d’une hypothèse. Quittant le terrain des objectivations présupposées – d’un côté le vivant, objet d’étude, de l’autre l’observateur scientifique –, on ne ressaisira cette genèse du sens dans l’acte qu’en bâtissant une théorie du champ phénoménal, domaine de constitution originaire de toute configuration de sens et d’autoconstitution du sujet dans le regard de qui ce sens est en suspens.

34En guise d’idée régulatrice pour les contributions à la théorie de la simplexité qui vont suivre, j’aimerais retracer les grandes lignes d’une description eidétique de la topologie phénoménale de l’expérience vécue, en laissant complètement ouvert le mode de réalisation de celle-ci. Que faire au-delà de l’inventaire des mécanismes de simplexité ? La description de la topologie du champ phénoménal doit pouvoir être poursuivie en appliquant une stricte méthodologie : sélectionner, ordonner, structurer. Sélectionner parmi ces mécanismes simplexes les ressources biologiques essentielles pour la constitution du sens de chaque configuration émergeant dans le champ phénoménal. Exemple : les mécanismes de l’attention focale pour la visée intentionnelle. Ordonner cet ensemble en y prélevant tour à tour les opérations requises pour la résolution de chaque problème rencontré par la donation de sens dans une progression de proche en proche à partir d’une position originelle. Par exemple, les kinesthèses des mouvements oculaires doivent être recrutées à un certain moment pour décider la question : est-ce que cette série d’esquisses du champ phénoménal renvoie à un changement d’état de la chose perçue ou à un changement de position ? Structurer, ou constituer chacune des configurations typiques de l’expérience par une application continue isomorphe à soi-même de certains modes de détermination du champ phénoménal (esquisses d’images) dans d’autres modes de détermination du même champ phénoménal (kinesthèses musculaires) pour la structuration morphologique d’un espace substrat représenté dans les termes parfaitement généraux d’une variété continue en dimension quelconque (stetige Mannigfaltigkeit (Riemann 1876)). La progression se fera à partir de l’origine absolue : l’ici-maintenant qualitativement saturé d’un vivant localement situé. Ici-maintenant n’est pas un point mathématique sans épaisseur mais s’étend (rétention) vers le juste passé et (protention) vers le futur imminent : une remarquable structure topologique à explorer par le mathématicien. De là, la transition devrait pouvoir se faire sans discontinuité vers la Chose durable et localisée (individuation), vers le Corps Propre sensible et kinesthésique (incarnation), vers le corps de l’Autre comme foyer de sensations et source d’intentions et d’actions étrangères (intersubjectivité), et ainsi de suite en direction des formations de sens du monde de la Culture incluant celles de la Science. On aura reconnu les étapes de la constitution transcendantale dans la phénoménologie génétique de Husserl (Berthoz et Petit 2006).

Bibliographie

Bibliographie

Alon, U. (2007) Simplicity in biology, Nature 446(7135), 497.

Alon, U. (2006) An Introduction to Systems Biology: Design Principles of Biological Circuits, Chapman et Hall/CRC Press, Boca Raton, Florida.

Atlan, H. (1972) L'organisation biologique et la théorie de l'information, Hermann, Paris.

Atlan, H. (2011) Le vivant post-génomique ou qu’est-ce que l’auto-organisation ? Odile Jacob, Paris.

Bailly, F. et Longo, G. (2006) Mathématiques et sciences de la nature : La singularité physique du vivant, Hermann, Paris.

Berthoz, A. (2009) La Simplexité, Odile Jacob, Paris.

Berthoz, A. et Petit, J-L. (2006) Phénoménologie et Physiologie de l’Action, Odile Jacob, Paris.

Bellomo, N. (2008) Modeling Complex Living Systems. Kinetic Theory and Stochastic Game Approach, Springer, Dordrecht.

Bohman, T. (2009) Emergence of Connectivity in Networks, Science, 323, 1438-1439.

Cherniak, C. (1986) Minimal Rationality, MIT Press, Cambridge, Mass.

Costello, E.K., Stagaman, K., Detlefsen, L., Bohannan, B.J.M., Relman, D.A. (2012) The Application of Ecological Theory toward an Understanding of the Human Microbiome, Science 336, 1255-1262.

Demongeot, J. et Waku, J. (2012) Robustness in biological regulatory networks I: Mathematical approach, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I, 350, 221-224.

Demongeot, J. et Waku, J. (2012) Robustness in biological regulatory networks II: Application to genetic threshold Boolean random regulatory networks (getBren), C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I, 350, 225-228.

Demongeot, J. et Waku, J. (2012) Robustness in biological regulatory networks III: Application to genetic networks controlling the morphogenesis, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I, 350, 289-292.

Demongeot, J. et Waku, J. (2012) Robustness in biological regulatory networks IV: Application to genetic networks controlling the cell cycle, C. R. Acad. Sci. Paris, Ser. I, 350, 293-298.

Edelman, G.M. (1978) Group selection and phasic reentrant signaling: A theory of higher brain function, The Mindful Brain, G.M. Edelman and V.B. Mountcastle, eds, MIT Press, Cambridge, Mass., 51-100.

Gell-Mann, M. (1997) Le Quark et le Jaguar, Flammarion, Paris.

Fraisopi, F. (2012) La complexité et les phénomènes. Nouvelles ouvertures entre science et philosophie, Hermann, Paris.

Hartwell, L.H., Hopfield, J.J., Leibler, S., Murray, A.W. (1999) From molecular to modular cell biology, Nature 402(6761 suppl.), 47-52.

Husserl, E. (1913) Logische Untersuchungen. I. Prolegomena zur reinen Logik, Max Niemeyer, Tübingen.

Husserl, E. (2001) Die Bernauer Manuskripte über das Zeitbewusstsein (1917/18), Husserliana XXXIII, Kluwer, Dordrecht.

Johnson, N. (2007) Two is Company, Three is Complexity, One World, Oxford.

Kahneman, D. et Tversky, A. (1973) On the Psychology of Prediction, Psychological Review, 80, 4, 237-251.

Kenet, T., Bibitchkov, D., Tsodyks, M., Grinvald, A., Arieli, A. (2003) Spontaneously emerging cortical representations of visual attributes, Nature 425, 954-956.

Klonowski, W. (1983) Simplifying principles for chemical and enzyme reaction kinetics, Biophysical Chemistry 18(2), 73-87.

Kourilsky, P. (2003) Quality control of immune self non-self discrimination, in K. Eichmman (ed.) The Biology of Complex Organisms. Creation and Protection of Integrit, Birkhäuser, Basel, 53-59.

Kveraga, K., Ghuman, A.S., Bar, M. (2007) Top-down predictions in the cognitive brain, Brain and Cognition, 65, 145-168.

Mach, E. (1883) Die Mechanik in ihrer Entwickelung historisch-kritisch dargestellt, Brockhaus, Leipzig.

Mathias, N. et Gopal, V. (2001) Small worlds: How and why, Phys. Rev. E. 63(2 Pt1), 021117.

Merzenich, M.M., Kaas, J.H., Wall, J.T., Nelson, R.J., Sur, M., Felleman, D.J. (1983) Topographic reorganization of somatosensory cortical areas 3b and 1 in adult monkeys following restricted deafferentation, Neuroscience 8, 33-55.

Milo, R., Shen-Orr, S., Itzkovitz, S., Kashtan, N., Chklovskii, D, Alon, U. (2002) Network motifs: Simple building blocks of complex networks, Nature Rev. Genet. 8(6), 450-461.

Milo, R., Itzkovitz, S., Kashtan, N., Levitt, R., Shen-Orr, S., Ayzenshtat, I., Sheffer, M., Alon, U. (2004) Superfamilies of evolved and designed networks, Science 303(5663), 1538-1542.

Nurse, P. (2008) Life, logic and information, Nature 454, 424-426.

Ohtsuki, H., Hauert, C., Lieberman, E., Nowak, M.A. (2006) A simple rule for the evolution of cooperation on graphs and social networks, Nature 441, 502-505.

Pearson, J.C., Finkel, L.H., Edelman, G.M. (1987) Plasticity in the Organization of Adult Cerebral Cortical Maps: A Computer Simulation based on Neuronal Group Selection, The J. of Neuroscience, 7(12), 4209-4223.

Petitot, J. (2011) Cognitive Morphodynamics: Dynamical Morphological Models of Constituency in Perception and Syntax, Peter Lang, Bern.

Petitot, J. (1992) Physique du Sens, Editions du CNRS, Paris.

Petitot, J. (1985), Morphogenèse du Sens, PUF, Paris.

Pothso, E.M., Busemeyer, J.R. (2012) Can Quantum Probability provide a new Direction for Cognitive Modeling? Behavioral and Brain Sciences, 1-52.

Ptashne, M. et Gann, A. (2002) Genes and Signals, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York.

Riemann, B. (1876) Bernhard Riemann’s Gesammelte Mathematische Werke und Wissenschaftlicher Nachlass, hrsg. R. Dedekind u. H. Weber, B.G. Teubner, Leipzig.

Savageau, M.A. (1976) Biochemical Systems Analysis: A Study of Function and Design in Molecular Biology, Addison-Wesley, Reading, Mass.

Simon, H.A. (1996) The Architecture of Complexity in the Sciences of the Artificial, MIT Press, Cambridge, Mass.

Singer, S.J., Nicolson, G.L. (1972) The Fluid Mosaic Model of the Structure of Cell Membranes, Science 175, 720-731.

Triller, A., Choquet, D. (2008) New Concepts in Synaptic Biology Derived from Single-Molecule Imaging, Neuron 59, 359-374.

Winfree, A.T. (1984) The Prehistory of the Belousov-Zhabotinsky Oscillator, Journal of Chemical Education, 61, 661—663.

Watts, D.J. et Strogatz, S.H. (1998) Collective dynamics of ‘small worlds’ networks, Nature 393(6684), 440-442.

Wuchty, S. (2003) Small worlds in RNA structures, Nucleic Acids Res. 31(3), 1108-1117.

Notes

1 Wittgenstein (De la Certitude §§. 96-99) ne voulait pas faire de différence entre la rigidité des règles et la fluidité des propositions qui les appliquent : il suffit de changer d'échelle de temps pour voir que les berges de la rivière ne sont pas moins fluctuantes que l'eau qui y coule.

Auteur

Université de Strasbourg & Laboratoire de Physiologie de la Perception et de l’Action, Collège de France.

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